C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -1-organizace
C2150
Zpracování informací a
vizualizace v chemii a
biochemii
Petr Kulhánek
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta,
Masarykova univerzita, Kamenice 5, CZ-62500 Brno
0. lekce (organizace)
JS/2023: Revize 4
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -2-organizace
Obsah
➢ Organizace výuky
harmonogram, zakončení předmětu
➢ Probírané okruhy
➢ Klastr WOLF
učebna 1.18, struktura klastru, pravidla používání, správci
➢ Prerekvizity
účty na klastru WOLF, reset/změna hesla
➢ GNOME desktop
učebna 1.18, struktura klastru, pravidla používání, správci
➢ Vzdálený přístup
vypínání klastru, vzdálené zapnutí pracovní stanice, vzdálená plocha
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -3-organizace
Organizace výuky
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -4-0. organizace
Harmonogram semestru
Výuka: 13. února 2023 - 22. května 2023
Zkouškové období: 23. května 2023 - 3. července 2023
Celkový počet odpřednášených hodin: 14 x 2 hodiny = 28 hodin
Zakončení: kolokvium (3 kredity)
Celková hodinová zátěž předmětu:
1 ECTS kredit -> 26 hodin studijní zátěže; 3 kredity -> 2x 26 hodin = 78 hodin studijní zátěže
Státní svátky: 10.4., 1.5., 8.5. -> poslední vyučovací hodina 22. 5. (15 týden)
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -5-0. organizace
Forma výuky, studijní materiály
Prezenční forma výuky
▪ Jedná se o cvičení, povinná docházka
▪ Jsou povoleny dvě dopředu omluvené absence
▪ Výuka probíhá v počítačové učebně 1.18/C04/UKB na počítačích s OS Ubuntu
▪ Lekce prokládané cvičeními řešenými v průběhu vyučovací hodiny s možností konzultace
Samostudium, domácí úlohy, příprava na
zkoušku (50 hodin)
Prezenční výuka
(28 hodin)
Samostudium rozšiřující znalosti, které
nebudou vyžadovány pro složení zkoušky
Způsob výuky
Studijní materiály
Interaktivní osnova předmětu C2150
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -6-0. organizace
Evidence docházky
Snímač karet Registrují se příchody -/+ 30 minut od zahájení výuky.
Nestandardní situace (např. náhrada v jiné seminární skupině) se řeší
domluvou.
Učebna 1.18/C04
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -7-organizace
Zakončení předmětu
➢ Z úloh řešených v hodinách se vypracovává stručný souhrn. Souhrn bude obsahovat
jméno, datum vypracovaní, čísla řešených úkolů a výsledek (typicky vytvořený obrázek
nebo snímek vytvořeného materiálu).
➢ Dále se odevzdává závěrečný projekt, který je vhodné vypracovávat průběžně během
semestru. Může se jednat o plakátové sdělení (poster) či prezentaci z vlastních nebo
převzatých dat. Vytvořený materiál bude student prezentovat v poslední hodině cvičení.
Ln.Cm.Uk
číslo lekce
číslo cvičení
číslo úkolu
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -8-organizace
Probírané okruhy
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -9-0. organizace
➢ Publikování vědecko-technických dat
➢ Reporty/Protokoly/Souhrnné zprávy
➢ Prezentace
➢ Bakalářské/Diplomové/Disertační práce
➢ Články a publikační proces
➢ Primární a sekundární data
➢ Evidence a archivace dat, surová data
➢ Zpracovávání dat (obrázky, grafy, …)
➢ Citace
➢ Primární a sekundární literární zdroje
➢ Citační managery (Zotero, …)
➢ Prezentace 3D molekulárních struktur
➢ VMD, Pymol, Chimera
➢ Blender
➢ 3D tisk
➢ Prezentace 2D molekulárních struktur
➢ ChemSketch
➢ Ketcher
➢ XDrawChem
➢ Kompozice obrazových dat
➢ Inkscape (vektorová grafika)
➢ GIMP (rastrová grafika)
➢ Vytváření dokumentů
➢ MS Office
➢ Libre Office
➢ LaTeX (overleaf)
➢ Vytváření grafů
➢ gnuplot
➢ matplotlib
➢ tabulkové kalkulátory
➢ Vytváření 3D modelů
molekulárních struktur
➢ Nemesis
➢ Avogadro
➢ Sázení matematických
rovnic
➢ MS Office
➢ Libre Office
➢ LaTeX (overleaf)
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -10-organizace
Klastr WOLF
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -11-0. organizace
Učebna 1.18
➢Učebna s 23 PC
➢Uspořádaní do
výpočetního klastru
Učebna je volně přístupná studentům, kteří pracují na projektech v NCBR, a dále
studentům, kterým v daném semestru v učebně probíhá výuka.
Bezpečnost práce!
https://wolf.ncbr.muni.cz
Základní informace:
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -12-0. organizace
Struktura klastru WOLF
wolf wolf03 wolf23wolf02
pracovní stanice
vyučujícího
univerzitní síť
pracovní stanice studentů (výpočetní uzly)server/čelní uzel
Operační systém: Ubuntu 22.04 (Jammy) LTS
(http://www.ubuntu.com/)
0.18 1.18
wolf32wolf31
0.18
wolf01
switch
výpočetní uzly Místnosti:
0.18 Serverovna C04/UKB
1.18 Počítačová učebna C04/UKB
Všechny uzly jsou přístupné přímo z veřejné sítě.
Doména: ncbr.muni.cz
zakázáno se
přihlašovat
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -13-0. organizace
Pravidla používání
Klastr WOLF je určen výhradně pro účely výuky či pro vědeckou práci v rámci
Národního centra pro výzkum biomolekul.
Závazná jsou pravidla užívání počítačové sítě Masarykovy univerzity:
https://is.muni.cz/auth/do/mu/Uredni_deska/Predpisy_MU/Masarykova_univerzita/Smernice_MU/SM10-17/
Klastr WOLF je vysloveně zakázáno používat pro:
➢ stahování nelegálního obsahu (autorsky chráněná díla apod.)
➢ rozesílání virů, spamů, nevyžádané pošty a podobných materiálů
➢ prolomení ochrany jiných počítačů
➢ čtení, mazaní či změnu nechráněného obsahu souborů jiných uživatelů
Přihlašovací jméno a heslo tvoří identitu uživatele a proto ji zásadně
nesdělujeme třetím osobám, neukládáme či zasíláme (např. e-mailem) v
nešifrované formě!
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -14-0. organizace
Pravidla používání ....
Na klastru WOLF je dále vysloveně zakázáno:
➢ spouštět úlohy na čelním uzlu (wolf.ncbr.muni.cz)
➢ spouštět úlohy kdekoliv v domovském adresáři (obzvláště datově
náročné úlohy)
➢ spouštět úlohy na pracovních stanicích v průběhu výuky (pokud není
povoleno vyučujícím)
Časově delší úlohy je nutné spouštět pomocí dávkového systému.
Bližší informace v C2115 Praktický úvod do superpočítání.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -15-organizace
Správci klastru
Než kontaktujete správce, konzultujte svůj problém s vaším kolegou, vyučujícím nebo
školitelem. Pokud problém nevyřešíte, oznamte problém správcům e-mailem na
support@lcc.ncbr.muni.cz
Ve zprávě uveďte
➢ Popis problému, název příkazu
➢ Jméno uživatele, stroje
➢ Kopie chybového výstupu (celý od zadání příkazu)
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii
Prerekvizity
➢ e-INFRA účty
➢ Založení účtu
➢ Změna hesla, zapomenuté heslo
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -17-0. organizace
Žádost o účet (prerekvisity)
Přichystejte si vhodné přihlašovací jméno a heslo, které budete používat pro přístup na
klastr WOLF. Přihlašovací jméno volte s vědomím, že se jedná zároveň o účet v národní
e-Infrastruktuře (např. při registraci do MetaCentra budete používat stejné přihlašovací
údaje). Upozorňuji, že přihlašovací jméno není možné po registraci změnit. Heslo musí být
silné.
Podání žádosti o účet na klastru WOLF:
https://wolf.ncbr.muni.cz
Přihláška do skupiny 'students 2022/2023'
Správa účtů
Před vyplněním přihlášky bude ověřena vaše identita a status studenta. K autentizaci zvolte
Masarykova univerzita, Vaše identita bude poté ověřena vůči Informačnímu systému MU.
Samotná přihláška má DVĚ části. První část je formální registrace do virtuální organizace
NCBR@MUNI. Druhá část pak registrace do skupiny 'students'.
K vytvoření účtu na klastru WOLF dojde zhruba do
dvou hodin od schválení přihlášky správcem.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -18-0. organizace
Volba hesla
➢ Heslo by mělo být dostatečně silné. Mělo by obsahovat kombinaci písmen (malých a
velkých), číslic a speciálních znaků.
➢ Při zadávání hesla nepoužíváme numerickou část klávesnice, speciální klávesy a
přemykače kromě klávesy Shift. Vyvarujete se tak problémům se zadáváním hesla na
jiných počítačích.
Výchozí klávesnice na klastru WOLF je anglická (EN).
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -19-0. organizace
Změna hesla / Zapomenuté heslo
Standardním příkazem pro změnu hesla v prostředí linuxu je příkaz passwd (man passwd).
Na klastru WOLF jej však není možné použít z důvodu využívaní externího správce
uživatelských účtů Perun (https://perun.cesnet.cz).
Pro změnu hesla (či reset hesla, pokud jste jej zapomněli) tak musíte použít správce
e-INFRA profilu. Bližší informace naleznete zde:
https://einfra.ncbr.muni.cz -> e-INFRA profil
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -20-organizace
GNOME Desktop
grafické rozhraní
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -21-0. organizace
GNOME - Standardní aplikace
Vyhledávání
Hlavní menu
Firefox firefox webový prohlížeč
Chrome google-chrome webový prohlížeč
LibreOffice libreoffice textový editor (Writer), tabulkový kalkulátor (Calc),
prezentace (Impress)
Gimp gimp editor rastrové grafiky
Inkscape inkscape editor vektorové grafiky
Okular okular prohlížeč PDF dokumentů
Evince evince prohlížeč PDF dokumentů
jméno příkazu, který spouští aplikaci v příkazové řádce
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -22-organizace
Spuštění terminálu
nastavení, odhlášení
Standardní
aplikace
Dock
(běžící aplikace, často
používané aplikace)
Terminal vyhledat aplikaci,
např. "terminal"
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -23-0. organizace
Terminály
Příkazová řádka je přístupná přímo z textových terminálů. V grafickém prostředí X11 je
nutné spustit vhodnou aplikaci emulující textový terminál:
➢ gnome-terminal (Terminal)
➢ konsole (Konsole)
➢ xterm (XTerm)
xterm
konsole
jednoduché, standard na
všech UNIXových
systémech
Výchozím adresářem je: /home/username
jednoduché, přitom značně konfigurovatelné
gnome-terminal
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -24-0. organizace
Příkazová řádka
[kulhanek@wolf ~]$
jméno uživatele
jméno počítače
aktuální adresář (~ znamená domovský adresář /home/username)
Prompt - typ uživatele / výzvy ($ běžný uživatel, # super uživatel, další možné %, >)
místo pro příkaz
Příkaz se vykoná zmáčknutím klávesy Enter.
Kopírování textu: Ne pomocí Ctrl+C! Pro kopírování textu z terminálu stačí text označit, pro
následné vložení stiskněte kolečko (prostřední tlačítko) myši.
Automatické doplňování: zmáčknutím klávesy Tab (tabulátor) se interpret příkazové řádky
snaží dokončit rozepsané slovo. Doplňují se jména příkazů, cesty a jména souborů (pokud
jeden stisk nic nevyvolá, existuje více možností doplnění, opakovaný stisk je zobrazí).
Historie: pomocí kurzorových šipek nahoru a dolů lze procházet seznamem již zadaných
příkazů. Příkaz z historie lze znovu použít nebo upravit a upravený použít. Historie je
přístupná i příkazem history.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -25-0. organizace
Přizpůsobení rychlého přístupu
nastavení, odhlášení
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -26-organizace
Vědecko-technické aplikace
Přehled dostupných aplikací:
$ module
$ module versions pymol
Přehled dostupných verzí modulu:
Aktivace modulu:
$ module add pymol
Spuštění aplikace z modulu pymol
$ pymol
Vědeckotechnické aplikace, které jsou instalovány v několika verzích (verze aplikace, typ
kompilace, paralelní verze), jsou dostupné ve formě modulů. Před použitím aplikace je
nutné příslušný modul aktivovat.
$ module add pymol:2.2.0.0
číslo verze se od jména
modulu odděluje dvojtečkou
aktivuje výchozí verzi modulu
zadává se do příkazové řádky, text se píše bez znaku $
jméno modulu a aplikace nemusí být stejné
$ module help pymol
Dokumentace k modulu:
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -27-0. organizace
Cvičení 1
1. Spusťte program Gimp pomocí menu prostředí GNOME. V programu
nakreslete domeček jedním tahem. Vzniklé trojúhelníky vyplňte různými
barvami.
2. Otevřete terminál (příkazovou řádku).
3. Co se stane pokud napíšete do terminálu Gimp a zmáčknete klávesu Enter?
4. Co se stane pokud napíšete do terminálu gimp a zmáčknete klávesu Enter?
5. Zobrazte všechny dostupné vědecko-technické softwarové moduly.
6. K čemu slouží modul pymol?
7. Zkuste spustit program pymol bez aktivace modulu. Co se stane?
8. Aktivujete module pymol a spusťte program pymol.
9. V programu otevřete PDB strukturu 2O8B (File > Get PDB).
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii
Vzdálený přístup
➢ Vypínání/zapínání klastru
➢ Vzdálená plocha ve webovém prohlížeči
➢ Ovládání - Odpojit vs Ukončit
➢ Jiný způsob vzdáleného přístupu
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -29-0. organizace
Vypínání/zapínání klastru
Pracovní stanice klastru WOLF se automaticky vypínají mimo dobu výuky. Možnost
vypnutí se testuje každých 15 minut. Vypínají se neobsazené stanice a to nejdříve 45
minut od posledního zapnutí.
V případě potřeby je možné pracovní stanici zapnout vzdáleně. Slouží k tomu webová
aplikace:
https://wolf.ncbr.muni.cz
> Interní část > Vzdálený přístup
k přihlášení do interní části
použijte přihlašovací údaje
pro klastr WOLF
zapínání stanice trvá několik minut
(typicky 2-4 minuty)
Stanice zapínejte jen tehdy, když není volná žádná jiná již zapnutá.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -30-organizace
Vzdálený přístup na klastr WOLF
Na klastr WOLF je možné přistupovat vzdáleně:
• v příkazovém režimu (ssh, scp, Putty)
• v grafickém režimu
• vzdálená plocha z webového prohlížeče - doporučený přístup
• vzdálená plocha (zabezpečené VNC)
• export X11 displeje
Návody pro přístup z MS Windows, macOS, či Linuxu jsou uvedeny v samostatných
prezentacích.
Protože budeme převážně pracovat s grafickými aplikacemi, doporučuji zprovoznit
vzdálený přístup pomocí vzdálené plochy.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -31-0. organizace
Vzdálená plocha v prohlížeči
Nejsnadnějším vzdáleným přístupem k pracovním stanicím je použití vzdálené plochy ve
webovém prohlížeči (RDSK). Vzdálenou plochu je možné spustit a otevřít z webová aplikace:
https://wolf.ncbr.muni.cz
> Interní část > Vzdálený přístup
k přihlášení do interní části
použijte přihlašovací údaje
pro klastr WOLF
spuštění vzdálené plochy by nemělo
trvat déle než 1 minutu
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -32-0. organizace
RDSK - Odpojit vs Ukončit
řídící panel vzdálené plochy
Ukončit vzdálenou plochu (Log Out) - pracovní
stanice se uvolní pro jiného uživatele
Odpojit vzdálenou plochu (Disconnect) - Po odpojení vzdálená plocha stále běží a blokuje
pracovní stanici pro jiné uživatele. Vzdálenou plochu je možné znovu otevřít a to i z jiného
prohlížeče či počítače.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -33-0. organizace
Jiný způsob vzdáleného přístupu
• Vzdálený terminálový přístup:
• ssh, Putty
• Kopírovaní souborů
• scp, WinSCP
• Vzdálená plocha
• TigerVNC
• Export X11 displeje
Vzdálený přístup je možný z operačních systémů MS Windows, Linux, a MacOS. Postupy
jsou uvedeny v samostatných prezentacích.
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -34-0. organizace
Ukázka vzdálené plochy - TigerVNC
Spuštění VNC
serveru, terminál
je možné ukončit
Spuštění VNC
prohlížeče
gimpVzdálená plocha
Ubuntu GNOME desktop
Vzdálená plocha
Ubuntu GNOME desktop
MS Windows Vzdálená plocha: VNC na uzlu wol04
C2150 Zpracování informací a vizualizace v chemii a biochemii -35-0. organizace
Cvičení 2
1. Otevřete vzdálenou plochu z jiné pracovní stanice klastru WOLF (podle
kapacitních možností - obsazenosti učebny).
2. Vzdálený přístup si vyzkoušejte z jiného počítače/tabletu (domácí úkol).